Dokumen Teknikal LTC-5837JD Paparan LED - Ketinggian Digit 0.52 Inci - Hiper Merah 650nm - Voltan Hadapan 2.6V

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTC-5837JD ialah modul paparan LED tujuh segmen empat digit berprestasi tinggi. Fungsi utamanya adalah untuk memberikan maklumat angka dan alfanumerik terhad yang jelas dan terang dalam pelbagai peralatan elektronik. Peranti ini dibina menggunakan teknologi semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) termaju untuk cip LED, yang dipasang pada substrat GaAs tidak lutsinar. Pembinaan ini menghasilkan paparan dengan muka kelabu dan segmen putih, menawarkan kontras yang sangat baik untuk kebolehbacaan. Paparan ini mempunyai konfigurasi anod sepunya, yang merupakan pilihan reka bentuk piawai untuk memudahkan litar pemacu multipleks dalam aplikasi berbilang digit.

1.1 Kelebihan Teras dan Sasaran Pasaran

Paparan ini direka untuk aplikasi yang memerlukan bacaan angka yang boleh dipercayai dan kelihatan tinggi. Kelebihan terasnya, seperti yang disenaraikan dalam datasheet, termasuk reka bentuk segmen seragam berterusan untuk penampilan yang padu, keperluan kuasa rendah untuk kecekapan tenaga, kecerahan dan kontras tinggi untuk keterlihatan dalam pelbagai keadaan pencahayaan, dan sudut pandangan yang luas. Kebolehpercayaan keadaan pepejal teknologi LED memastikan jangka hayat operasi yang panjang. Ciri-ciri ini menjadikannya sesuai untuk pasaran sasaran termasuk instrumentasi perindustrian (contohnya, meter panel, pengawal proses), peralatan ujian dan pengukuran, peranti perubatan, papan pemuka automotif (paparan sekunder), dan perkakas pengguna di mana petunjuk angka yang jelas adalah kritikal.

2. Tafsiran Mendalam Objektif Parameter Teknikal

2.1 Ciri-ciri Fotometrik dan Optik

Parameter fotometrik utama ialah Keamatan Bercahaya Purata (Iv), ditentukan dengan minimum 320 µcd, tipikal 700 µcd, dan tiada maksimum dinyatakan, di bawah keadaan ujian arus hadapan (IF) 1mA. Ini menunjukkan output yang terang sesuai untuk kegunaan dalaman. Cahaya dicirikan sebagai Hiper Merah, dengan Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λp) 650 nm (nanometer) dan Panjang Gelombang Dominan (λd) 639 nm, meletakkannya dengan kukuh dalam bahagian merah gelap spektrum cahaya nampak. Lebar Separuh Garisan Spektrum (Δλ) ialah 20 nm, yang menerangkan ketulenan spektrum cahaya yang dipancarkan. Nisbah Padanan Keamatan Bercahaya (IV-m) 2:1 ditentukan, bermakna keamatan segmen paling malap tidak boleh kurang daripada separuh daripada segmen paling terang dalam peranti, memastikan keseragaman visual.

2.2 Parameter Elektrik

Parameter elektrik utama ialah Voltan Hadapan per Segmen (VF), yang mempunyai nilai tipikal 2.6V dan maksimum 2.6V pada IF=1mA. Ini adalah nilai kritikal untuk mereka bentuk litar pembatas arus. Penarafan Maksimum Mutlak menentukan had operasi: Arus Hadapan Berterusan per Segmen 25 mA (dengan penurunan taraf di atas 25°C), Arus Hadapan Puncak 90 mA di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10), dan Voltan Songsang maksimum (VR) 5V untuk mengelakkan kerosakan. Arus Songsang (IR) adalah sangat rendah, dengan maksimum 100 µA pada VR=5V. Jumlah Pelesapan Kuasa per segmen adalah terhad kepada 70 mW.

2.3 Spesifikasi Terma dan Persekitaran

Peranti ini dinilai untuk Julat Suhu Operasi -35°C hingga +85°C dan Julat Suhu Penyimpanan yang sama. Julat yang luas ini memastikan fungsi dalam persekitaran yang keras. Parameter pemasangan kritikal ialah suhu pateri maksimum 260°C untuk maksimum 3 saat, diukur 1.6mm di bawah satah tempat duduk, yang membimbing proses pateri aliran semula.

3. Penjelasan Sistem Binning

Datasheet menyatakan peranti "Dikategorikan untuk Keamatan Bercahaya." Ini membayangkan unit disusun (dibin) berdasarkan output cahaya yang diukur pada arus ujian piawai. Walaupun kod bin khusus tidak disediakan dalam petikan ini, sistem sedemikian membolehkan pereka memilih paparan dengan tahap kecerahan yang konsisten untuk aplikasi mereka, mengelakkan variasi ketara antara unit yang berbeza dalam produk.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Datasheet merujuk "Lengkung Ciri Elektrik / Optik Tipikal" yang biasanya merupakan perwakilan grafik bagaimana parameter berubah di bawah keadaan yang berbeza. Lengkung biasa untuk peranti sedemikian akan termasuk:Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Lengkung I-V): Menunjukkan hubungan tak linear, penting untuk reka bentuk pemacu.Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan: Menunjukkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus, sehingga penarafan maksimum.Keamatan Bercahaya vs. Suhu Ambien: Menunjukkan penurunan output apabila suhu meningkat, penting untuk pengurusan terma.Taburan Spektrum: Graf yang memplot keamatan relatif terhadap panjang gelombang, berpusat sekitar 650nm.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi dan Garis Besar

Lukisan pakej (dirujuk tetapi tidak terperinci dalam teks) akan menunjukkan garis besar fizikal modul paparan 4-digit. Dimensi utama termasuk panjang keseluruhan, lebar, dan tinggi, ketinggian digit 0.52 inci (13.2 mm), jarak antara digit, dan dimensi segmen. Toleransi umumnya ±0.25 mm melainkan dinyatakan sebaliknya.

5.2 Pinout dan Gambar Rajah Sambungan

Peranti ini mempunyai 40 pin. Jadual sambungan pin memperincikan fungsi setiap pin dengan teliti, memetakan katod untuk segmen A-G dan titik perpuluhan (D.P.) untuk setiap empat digit (Digit 1 hingga 4), serta anod sepunya untuk setiap digit. Sebagai contoh, Pin 1 ialah katod untuk segmen E Digit 1, manakala Pin 38 ialah anod sepunya untuk Digit 1. Pemetaan tepat ini adalah penting untuk mencipta susun atur PCB dan perisian pemacu yang betul. Gambar rajah litar dalaman menunjukkan semua segmen dalam satu digit berkongsi sambungan anod sepunya, yang dibawa keluar ke satu pin per digit.

5.3 Pengenalpastian Polarity

Peranti ini ditanda dengan jelas sebagai jenis Anod Sepunya. Polarity dikenal pasti melalui jadual pinout. Menggunakan voltan positif pada pin anod sepunya digit sambil menyalurkan arus melalui pin katod segmen masing-masing akan menyala segmen tersebut.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Garis panduan utama yang diberikan ialah had suhu pateri: 260°C maksimum selama 3 saat, diukur 1.6mm di bawah satah tempat duduk. Ini adalah profil piawai untuk pateri aliran semula tanpa plumbum. Pereka mesti memastikan profil ketuhar aliran semula mereka tidak melebihi had ini untuk mengelakkan kerosakan pada pakej plastik atau ikatan wayar dalaman. Langkah berjaga-jaga ESD (Nyahcas Elektrostatik) piawai harus dipatuhi semasa pengendalian. Keadaan penyimpanan ditakrifkan oleh julat suhu penyimpanan.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

Nombor bahagian ialah LTC-5837JD. Akhiran "JD" mungkin menunjukkan binning khusus atau varian lain. Datasheet tidak memberikan butiran tentang pembungkusan pita-dan-gelendong, kuantiti dulang, atau pelabelan. Untuk pengeluaran, maklumat ini perlu diperoleh daripada pengilang atau pengedar.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Litar Aplikasi Tipikal

Konfigurasi anod sepunya adalah ideal untuk pemanduan multipleks. Litar tipikal melibatkan penggunaan mikropengawal atau pemacu paparan IC khusus. Mikropengawal akan membolehkan (set kepada logik tinggi atau sambungkan ke Vcc melalui transistor) satu anod sepunya digit pada satu masa, sambil mengeluarkan corak untuk segmen (katod) digit itu, selalunya melalui perintang pembatas arus atau pemadar penyalur arus malar. Multipleks ini berlaku lebih pantas daripada yang dapat dilihat oleh mata manusia, mencipta ilusi semua digit menyala serentak, sambil mengurangkan bilangan pin I/O mikropengawal yang diperlukan dengan ketara.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

Pembatas Arus: Penting untuk mengelakkan melebihi arus hadapan berterusan maksimum (25mA per segmen). Perintang atau pemadar arus malar mesti dikira berdasarkan voltan bekalan dan voltan hadapan LED (VF).Frekuensi Multipleks: Mesti cukup tinggi untuk mengelakkan kelipan yang kelihatan, biasanya melebihi 60-100 Hz.Arus Puncak: Dalam reka bentuk multipleks, arus seketika semasa masa ON pendek boleh lebih tinggi daripada arus DC purata. Pastikan arus puncak tidak melebihi penarafan 90mA.Sudut Pandangan: Sudut pandangan yang luas membolehkan fleksibiliti dalam kedudukan pemasangan berbanding pengguna.Kontras: Reka bentuk muka kelabu/segmen putih memberikan kontras yang baik; elakkan pemasangan di belakang tingkap gelap yang akan melemahkan cahaya merah.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Pembeza utama LTC-5837JD ialah penggunaan teknologi LED Hiper Merah AlInGaP. Berbanding teknologi lama seperti LED merah GaAsP (Gallium Arsenide Phosphide) piawai, AlInGaP menawarkan kecekapan bercahaya yang jauh lebih tinggi, menghasilkan kecerahan yang lebih besar untuk input arus yang sama, atau kecerahan yang sama pada kuasa yang lebih rendah. Ia juga biasanya memberikan kestabilan panjang gelombang yang lebih baik merentasi suhu dan jangka hayat. Ketinggian digit 0.52 inci adalah saiz piawai, tetapi gabungan kecerahan tinggi, kontras, dan estetik kelabu/putih khusus mungkin membezakannya daripada paparan lain dalam kelasnya.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Apakah tujuan penamaan "Hiper Merah"?

J: Ia menunjukkan LED memancarkan cahaya pada panjang gelombang yang lebih panjang (~650nm) berbanding LED merah piawai (~630nm). Merah yang lebih dalam ini boleh kelihatan lebih hidup dan mungkin mempunyai prestasi yang lebih baik dalam sistem penapis optik tertentu.

S: Bolehkah saya memandu paparan ini dengan mikropengawal 5V tanpa pemandar luaran?

J: Mungkin, tetapi dengan berhati-hati. VF tipikal ialah 2.6V. Dengan bekalan 5V, perintang pembatas arus adalah wajib. Nilai perintang R = (Vcc - VF) / IF. Untuk IF=10mA, R = (5 - 2.6) / 0.01 = 240 Ohm. Anda juga mesti memastikan pin I/O mikropengawal dapat menyalurkan arus segmen kumulatif apabila berbilang segmen menyala dalam satu digit semasa multipleks.

S: Apakah maksud "Anod Sepunya" untuk reka bentuk litar saya?

J: Ia bermaksud semua anod (sisi positif) LED untuk satu digit disambungkan bersama. Untuk menyala segmen, anda menggunakan voltan positif pada pin anod sepunya digit itu dan menyambungkan pin katod segmen yang dikehendaki ke tanah (melalui pembatas arus). Ini bertentangan dengan paparan katod sepunya.

11. Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Kes: Mereka Bentuk Bacaan Voltmeter 4-Digit.Seorang pereka sedang membina bekalan kuasa meja dan memerlukan paparan voltan yang jelas. Mereka memilih LTC-5837JD untuk kecerahan dan saiznya. Mikropengawal (contohnya, ARM Cortex-M atau PIC) mempunyai I/O yang terhad. Menggunakan skim multipleks, mereka hanya memerlukan 4 pin untuk anod digit (dikawal melalui transistor NPN atau MOSFET) dan 8 pin untuk katod segmen (7 segmen + titik perpuluhan). Firmware mengimbas digit 1-4 dengan pantas. Penukar analog-ke-digital membaca voltan, menukarnya kepada format BCD, dan firmware mencari corak segmen sepadan dari jadual, mengeluarkannya secara serentak dengan membolehkan anod. Perintang pembatas arus diletakkan pada talian katod. Muka kelabu memberikan penampilan profesional terhadap panel instrumen.

12. Pengenalan Prinsip

Paparan tujuh segmen ialah himpunan diod pemancar cahaya (LED) yang disusun dalam corak angka lapan. Setiap tujuh segmen (dilabel A hingga G) ialah LED individu. Dengan menyala kombinasi tertentu segmen ini, semua digit perpuluhan (0-9) dan beberapa huruf boleh dibentuk. Dalam paparan berbilang digit seperti ini, setiap digit ialah set segmen yang berasingan, tetapi segmen sepadan (contohnya, semua segmen 'A') selalunya bebas elektrik untuk membolehkan kawalan multipleks, yang mengurangkan jumlah pin sambungan yang diperlukan.

13. Trend Pembangunan

Trend dalam paparan LED tujuh segmen terus ke arah kecekapan yang lebih tinggi, membolehkan paparan yang lebih terang pada penggunaan kuasa yang lebih rendah, yang kritikal untuk peranti berkuasa bateri. Integrasi adalah trend lain, dengan litar pemacu paparan, kadangkala termasuk mikropengawal, digabungkan ke dalam modul paparan itu sendiri, memudahkan reka bentuk sistem. Terdapat juga pergerakan ke arah gamut warna yang lebih luas dan penggunaan bahan termaju seperti AlInGaP dan InGaN (untuk biru/hijau) untuk meningkatkan prestasi dan kebolehpercayaan. Walau bagaimanapun, untuk banyak aplikasi perindustrian dan instrumentasi, reka bentuk lubang tembus klasik dengan merah berkeamatan tinggi kekal popular kerana kebolehpercayaan terbukti, kontras yang sangat baik, dan kemudahan reka bentuk.